fanuc系统如何屏蔽z轴光栅尺 FANUC-绝对式直线光栅尺的屏蔽与参数计算与设置(1)

一台西班牙GURUTZPE公司生产的GL13.10.6重型数控卧式车床,该机床配置了FANUC Series 0i-TF Type 1数控系统,15"彩色LCD单元,两个进给轴使用高精度绝对式光栅尺作为检测元件,实现全闭环控制。

经过现场检查判断光栅尺反馈单元引起的故障,只有更换了就可以恢复正常。究竟是光栅尺反馈电缆还是读数头问题,必须要拆开拖板,才能进一步确认。由于是原装进口机床,还在三包期内,不方便拆卸拖板等部件,需要厂家派人过来处理。但用户生产任务又十分着急,只好把全闭环改成半闭环,先暂时使用。

重要提示:在进行屏蔽光栅尺修改参数前,先做个数据备份,以便数据恢复。

fanuc系统如何屏蔽z轴光栅尺 FANUC-绝对式直线光栅尺的屏蔽与参数计算与设置(2)

打开参数界面,找到1815参数查看,设置如下:

#7

#6

#5

#4

#3

#2

#1

#0

1815

0

0

1

1

0

0

0

0

1815#1 OPT 作为位置检测器,

0: 不使用分离式脉冲编码器。

1: 使用分离式脉冲编码器。

注释

使用带有参考标记的直线尺、或者带有绝对地址原点的直线尺(全闭环系统)时,将参数值设定为 “1”。

1815#4 APZ 作为位置检测器使用绝对位置检测器时,机械位置与绝对位置检测器之间的位置对应关系

0: 尚未建立。

1: 已经建立。

使用绝对位置检测器时,在进行第1 次调节时或更换绝对位置检测器时,务须将其设定为 “0”,再次通电后,通过执行手动返回参考点等操作进行绝对位置检测器的原点设定。由此,完成机械位置与绝对位置检测器之间的位置对应,此参数即被自动设定为 “1”。

1815#5 APC 位置检测器为

0: 绝对位置检测器以外的检测器。

1: 绝对位置检测器(绝对脉冲编码器或绝对式光栅尺)。

通过查看1815参数,该机床配置了绝对式直线光栅尺,机床开机后,在进给轴不执行参考点回零操作的情况下,能迅速的读取机床绝对位置。

把1815.1设置为0,关机后重新启动系统,会变成以下情况,出现DS300(参考点返回请求)等报警,不用理会。

#7

#6

#5

#4

#3

#2

#1

#0

1815

0

0

1

0

0

0

0

0

打开伺服设定界面,如图:

fanuc系统如何屏蔽z轴光栅尺 FANUC-绝对式直线光栅尺的屏蔽与参数计算与设置(3)

该图为全闭环时的设定,改半闭环后,需要对以下参数重新计算后修改:

1. 参数1820指令倍乘比CRM按照以下公式计算:

CRM=

=

按下式求CMR 的设定值:

● 当CMR为1~48时,设定值 = CMR×2,数据设定范围:1~96

● 当CMR为1/2~1/27时,设定值=1/CMR 100,数据设定范围:101~127

当CMR指令倍乘比计算结果为1时(CNC的最小移动单位与伺服的检测单位相同),CMR的设定值应该设定为2。把图中指令倍乘比20改为2即可。

各轴的移动指令:直径/半径指定。一般只有车床X轴才直径指定,可通过参数DIAx(No.1006#3)进行选择,如下:

#7

#6

#5

#4

#3

#2

#1

#0

1006

0

0

0

0

1

0

0

0

那图中指令倍乘比20又是怎么得来的呢?

由于该机床配置了西班牙FAGOR的绝对式高分辨率光栅尺,型号为G3BF50-740-5-A,分辨率到达0.05μm(5/100000=0.00005mm)。所以:

全闭环时,指令倍乘比CMR计算结果按实际计算值写入。

2. 参数2084/2085柔性齿轮比N/M按照以下公式计算:

电机1转移动量:5mm/rev(丝杆螺距5mm)

检测单位:1/1000mm

所以,柔性齿轮比参数2084 N=5,参数2085 M=1000

● 不论使用何种脉冲编码器,计算公式相同。

● F·FG 的分子、分母,其最大设定值(约分后)均为32767。

● αi 脉冲编码器与分辨率无关,在设定F·FG 时,电机每转动1圈作为100万脉冲处理。

通过使来自脉冲编码器、分离式检测器的位置反馈脉冲可变,即可相对于各类滚珠丝杠的螺距、减速比而轻而易举地设定检测单位。

其他N/M的设定举例(减速比为1:1)

检测

单位

滚珠丝杠导程

5mm

6mm

8mm

10mm

12mm

16mm

20mm

1μm

5/1000

6/1000

8/1000

10/1000

12/1000

16/1000

20/1000

0.5μm

10/1000

12/1000

16/1000

20/1000

24/1000

32/1000

40/1000

0.1μm

50/1000

60/1000

80/1000

100/1000

120/1000

160/1000

200/1000

在全闭环中,位置检测器使用串行输出方式时:

光栅尺分辨率:0.05μm,控制器的最小设定单位为1μm

现计算结果是1/20,由于原CMR=20,是2的10倍,所以换算后为1/2。

其他FFG(分子/分母)的设定举例:

检测单位

光栅尺分辨率

1μm

0.5μm

0.1μm

0.05μm

0.01μm

1μm

1/1

1/2

1/10

1/20

1/100

0.5μm

——

1/1

1/5

1/10

1/50

0.1μm

——

——

1/1

1/2

1/10

3. 参数2022电机方向保持原设定值。

4. 参数2023速度反馈脉冲数,该参数为固定值8192,半闭环与全闭环相同。

5. 参数2024位置反馈脉冲数,半闭环时,该参数为固定值12500。

全闭环时的计算:

电机1转移动量:5mm/rev(丝杆螺距5mm)

光栅尺分辨率: 0.00005mm(0.05μm)

位置反馈脉冲=

由于计算结果为100000,已超过设定范围0~32767,可以使用参数2185位置反馈脉冲变换系数。实际上“位置反馈脉冲数”是位置反馈脉冲数(参数2024)和位置反馈脉冲变换系数(参数2185)的乘积。

既:位置反馈脉冲数=参数2024×参数2185

因此,100000=12500×8

所以,参数2024设定为12500,参数2185设定为8。

变换系数只能是2的乘方值,如2,4,8,16.......。

另外,不管是半闭环还是全闭环,只要位置反馈脉冲数在设定范围0~32767以内,参数2185设定为0。

6. 参数1821参考计数器容量保持原设定值50000。

本机床改为半闭环,使用绝对值位置编码器反馈,无需修改。只有半闭环使用增量式编码器反馈时,需要重新计算设定,否则将导致回参考点不准确。

全闭环时参考计数器容量=Z相(参考点)的间隔/检测单位

光栅尺等Z相(参考点)只有一个时,参考计数器容量任意设定为10000、50000等整数值。

因绝对式光栅尺无参考点标识,可以任意设定整数值,所以本机设定为50000。

设定完成后如下图:

fanuc系统如何屏蔽z轴光栅尺 FANUC-绝对式直线光栅尺的屏蔽与参数计算与设置(4)

关机,重新启动系统,这时参考点还没有建立,把进给轴移动到所需参考点位置,把参数1815.4设定为1,最终设定如下:

#7

#6

#5

#4

#3

#2

#1

#0

1815

0

0

1

1

0

0

0

0

完成后关机,正常启动系统后,参考点自动建立,不需要回参考点操作,就可以正常使用,至此全部设定完成。

光栅尺故障及更换见《FANUC Series 0i-TF数控系统-SV384/SV385/SV386报警处理》

参考资料:

✔ Gurutzpe GL13.10.6 使用手册

✔ FANUC CNC 16i 连接教材 B-10141/05

✔ FANUC Series 0i-MODEL F 维修说明书 B-64605CM/01

✔ FANUC Series 0i-MODEL F 参数说明书 B-64610CM/01

✔ FANUC AC SERVO MOTOR αi-B_αi_βi-B_βi 参数说明书 B-65270CM/10

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